Nanogenerador triboeléctrico

Nanogenerador triboeléctrico
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Concepto:Dispositivo que convierte la energía mecánica externa a nanoescala, en electricidad.

Nanogenerador triboeléctrico (TENG) . Dispositivo que convierte la energía mecánica externa, a nanoescala en electricidad.

Definición

Un nanogenerador triboeléctrico (TENG) es un dispositivo que convierte la energía mecánica externa a nanoescala en electricidad Estos dispositivos aprovechan el efecto triboeléctrico, que es básicamente lo que conocemos como electricidad estática.[1]

Los TENG se utilizan para aprovechar la energía mecánica disponible pero que se desperdicia en la vida diaria, como el movimiento humano, la marcha, la vibración y la activación mecánica. Al integrarse en fibras textiles o incluso en el suelo, pueden convertir los objetos más insospechados en fuentes de electricidad limpia.[2] [3] [4]

Un TENG básico contiene cuatro capas. La capa superior se encarga de liberar electrones, la intermedia los atrapa y la inferior los recoge. Las tres, a su vez, están cubiertas por otra capa que ejerce de batería donde se almacena la corriente generada, que debe transformarse de alterna (AC) a continua (DC).

Las aplicaciones del efecto triboeléctrico incluyen suelos con una capa triboeléctrica conectados a dispositivos IoT, sensores en ropa inteligente para medir señales vitales, zapatos capaces de monitorizar el ejercicio físico, sensores autónomos como detectores de incendios forestales, sensores táctiles, sensores de polvo y partículas, y alimentación de LED.

Efecto triboeléctrico

Se produce cuando dos materiales entran en contacto y luego se separan, lo que resulta en la transferencia de electrones de un material a otro. Este fenómeno es lo que comúnmente conocemos como electricidad estática].

En el caso de un nanogenerador triboeléctrico (TENG), este efecto se utiliza para convertir la energía mecánica en electricidad. Un TENG básico consta de cuatro capas:

  • Capa superior: Se encarga de liberar electrones].
  • Capa intermedia: Atrapa los electrones liberados.
  • Capa inferior: Recoge los electrones atrapados.
  • Capa de cobertura: Actúa como una batería donde se almacena la corriente generada, que debe transformarse de alterna (AC) a continua (DC).

El funcionamiento de un TENG se basa en el roce entre dos superficies, en el que una cede electrones a la otra. Para optimizar el funcionamiento de la capa encargada de liberar electrones de un TENG, se recurre a materiales específicos como los lípidos o el nylon. Sin embargo, lo que verdaderamente determina su eficiencia es su morfología. Los TENG de última generación utilizan microestructuras para generar más electricidad, ya que estos microrrelieves multiplican exponencialmente la superficie de contacto.

Ventajas

Los nanogeneradores triboeléctricos (TENG) presentan varias ventajas significativas:[5]

  • Simplicidad: Los TENG son dispositivos sencillos que utilizan el contacto entre dos o más materiales para producir una corriente eléctrica.
  • Bajo costo: Los TENG son relativamente baratos de fabricar, lo que los hace accesibles para una amplia gama de aplicaciones.
  • Operación en diversas condiciones ambientales: Los TENG pueden funcionar en una variedad de entornos, lo que los hace versátiles.
  • Energía verde: Los TENG convierten la energía mecánica desperdiciada en electricidad utilizable, lo que los convierte en una fuente de energía renovable.
  • Aplicaciones diversas: Los TENG pueden alimentar dispositivos portátiles, dispositivos de Internet de las cosas y otras aplicaciones electrónicas. También pueden ser utilizados en sensores para el monitoreo ambiental y estructural[^10^].
  • Mejora continua: Desde su primera propuesta teórica en 2012, el rendimiento y la eficiencia de los TENG han mejorado drásticamente.

Estas ventajas hacen que los TENG sean una opción prometedora para la recolección de energía a pequeña escala y la alimentación de dispositivos electrónicos.[6] [7] [8]

Fuentes

Referencias

  1. ↑ WPI-MANA:Cosechar energía a nanoescala con nanogeneradores .... https://www.europapress.es/comunicados/internacional-00907/noticia-comunicado-wpi-manacosechar-energia-nanoescala-nanogeneradores-triboelectricos-teng-20211116083000.html
  2. ↑ ¿Qué es el efecto triboeléctrico y cuáles son sus aplicaciones?. https://www.imnovation-hub.com/es/energia/que-es-efecto-triboelectrico-aplicaciones/
  3. ↑ Electricidad gracias a la nieve gracias a este nanogenerador. https://www.xatakaciencia.com/tecnologia/electricidad-gracias-a-nieve-gracias-a-este-nanogenerador
  4. ↑ Nanogenerador que absorbe energía de la brisa generada al ... - BiodiSol. https://www.biodisol.com/energia-eolica/nanogenerador-que-absorbe-energia-de-la-brisa-generada-al-caminar/
  5. ↑ El potencial de los nanogeneradores triboeléctricos en el espacio. https://bing.com/search?q=ventajas+de+los+nanogeneradores+triboel%c3%a9ctricos
  6. ↑ Cuando las baterías seamos nosotros: los avances en ... - Xataka. https://www.xataka.com/energia/cuando-baterias-seamos-nosotros-avances-nanogeneracion-triboelectrica-quieren-definir-futuro-wearables
  7. ↑ ¿Cómo Funciona Un Nanogenerador Triboeléctrico? - Expertases. https://www.expertases.com/how-does-a-triboelectric-nanogenerator-work/
  8. ↑ Artículo: Recent Progress in Triboelectric Nanogenerators as a .... https://www.virtualpro.co/biblioteca/avances-recientes-en-los-nanogeneradores-triboelectricos-como-fuente-de-energia-renovable-y-sostenible
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